本发明专利技术公开了一种压缩吸收耦合的自复叠低温制冷机，包括发生器、吸收器、冷凝器、组分分离装置、第三制冷剂换热器、第二制冷剂换热器、蒸发器、第一制冷剂节流装置、第二制冷剂节流装置和压缩机；组分分离装置的低沸点组分出口依次通过第三制冷剂换热器、第二制冷剂换热器和第二制冷剂节流装置与蒸发器的入口连通；蒸发器出口依次通过第二制冷剂换热器、第三制冷剂换热器与压缩机入口连通；组分分离装置的高沸点组分出口通过第一制冷剂节流装置和第三制冷剂换热器与吸收器的制冷剂入口连通。本发明专利技术可由低品位热能和电能联合驱动，效率更高、制冷温度更低、极大地拓展了吸收式制冷的应用温区，可在深低温制冷领域得到应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低温制冷领域，具体涉及一种压缩吸收耦合的自复叠低温制冷机。
技术介绍
吸收式制冷可以利用太阳能、工业废热和余热、地热等可再生能源及低品位热源作为动力，在节能减排方面有较大优势。但吸收式制冷机仍存在较多不足。首先，吸收式制冷机难以获得较低的制冷温度，比如传统的氨-水吸收式制冷机最低的蒸发温度在_20°C左右。其次，吸收式制冷机的效率在较低温度下往往比较低，即便采用较先进的自行复叠制冷循环，在160°C的热源驱动下，虽然可以达到_50°C，但其制取的冷量非常小，制冷系数几乎为零了。为解决吸收式制冷机 难以获得较低的制冷温度的技术问题，公开号为CN 11436990A的专利文献公开了一种吸收式低温制冷机。该低温制冷机发生单元制冷剂蒸汽出口经主冷凝器与自行复叠单元制冷剂入口相接，自行复叠单元液相制冷剂出口经回热器高压通道、第一减压装置、蒸发器、回热器低压通道与吸收单元第一制冷剂入口相接；自行复叠单元汽相制冷剂出口与吸收单元第二制冷剂入口相接；吸收单元溶液出口经溶液泵和溶液热交换器浓溶液通道与发生单元溶液入口相接，发生单元溶液出口经溶液热交换器稀溶液通道与吸收单元溶液入口相接。该制冷机的优点是在不高的低品位热能驱动下就可以达到常规吸收制冷无法达到的_40°C以下的深低温冷冻，而且制冷温度范围宽、效率高、性能稳定可靠、结构紧凑。但是，采用上述装置，最低制冷温度也很难低于-60°C，对于对制冷温度有较高要求的使用场合不适用。为得到更低的制冷温度公开号为CN1380525的专利文献公开了一种深度冷冻吸收制冷装置，该装置采用发生器冷剂蒸汽出口经冷凝器与组份分离模块相接，组份分离模块的一个出口与吸收器相接；组份分离模块的另一个出口经回热器高压通道、第一膨胀装置、蒸发器、回热器低压通道与吸收器相接；吸收器液相出口经溶液泵、溶液热交换器与发生器溶液入口相接，发生器溶液出口经溶液热交换器、第二膨胀装置与吸收器溶液入口相接。该装置所用的制冷剂为二元或二元以上的混合制冷剂，吸收剂为能吸收这些制冷剂的有机溶剂。通过该装置可以实现用热能驱动就能实现更低温度的深度制冷。该装置性能可靠、效率高、适用范围广，可用于既有热源又需要深度冷冻的场合。但是，利用该装置也很难达到_70°C的制冷温度。而且到目前为止，尚没有发现能够很好地吸收甲烷、氮气、乙烷等低温制冷剂的吸收剂，也就是说仅靠系统自身的复叠，目前无法实现吸收式制冷系统在低温下运行。采用混合制冷剂的机械压缩自复叠制冷机则由于其便捷高效已经被广泛应用于制冷低温领域。例如名为“多元混合工质精馏循环的优化计算和试验研究”的文献中公开了一种多元混合工质压缩自复叠制冷系统，该制冷系统采用多元混合工质作为制冷剂，采用精馏装置对混合工质进行分离，大大提高了制冷效率，可以获得更低的制冷温度(多元混合工质精馏循环的优化计算和试验研究，王勤，陈光明，低温工程，2003年第3期，42-48)。但是由于它全部使用电能，消耗了大量高品位能源，在能源利用上没有体现出当前节能减排的主题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种压缩吸收耦合的自复叠低温制冷机，可由低品位热能或可再生能源以及电能联合驱动、效率更高、制冷温度可达到-40 -200°C，可在深低温制冷领域得到应用。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为—种压缩吸收耦合的自复叠低温制冷机，包括发生器、吸收器和冷凝器，所述的吸收器的溶液出口通过溶液泵、溶液换热器的冷工质管道与发生器的溶液入口连通；所述的发生器的溶液出口依次通过溶液换热器的热工质管道和溶液节流装置与吸收器的溶液入口连通，发生器的制冷剂出口与冷凝器的入口连通，还包括入口与冷凝器的出口连通的组分分离装置、带有两个冷工质管道的第三制冷剂换热器、第二制冷剂换热器、蒸发器、第一制冷剂节流装置、第二制冷剂节流装置和压缩机；所述的组分分离装置的低沸点组分出口依次通过第三制冷剂换热器的热工质管道、第二制冷剂换热器的热工质管道以及第二制冷剂节流装置与蒸发器的入口连通；所述的蒸发器的出口依次通过第二制冷剂换热器冷工质 管道、第三制冷剂换热器的第一冷工质管道与压缩机的入口连通，压缩机的出口与冷凝器的入口连通；所述的组分分离装置的高沸点组分出口通过第一制冷剂节流装置以及第三制冷剂换热器的第二冷工质管道与吸收器的制冷剂入口连通。所述的组分分离装置可选用多种可实现多种组分分离的装置，在选择时，需要考虑的主要因素是蒸发器所要达到的制冷温度。当需要得到的制冷温度不是很低时，例如高于-60°C时，一般可选择利用一台或多台气液分离器进行一次或多次组分分离。而对于需要得到较低制冷温度的场合，例如低于或等于_60°C时，为避免低沸点组分中携带的润滑油凝固后堵塞第二制冷剂节流装置，导致制冷机无法正常运行，此时所述的组分分离装置为精馏装置。当然，在制冷温度高于_60°C的情况下也可采用精馏装置代替一台或多台气液分离器。利用精馏装置代替多台气液分离器，在提高分离效率和保证制冷机运行的稳定性的同时，也降低了管道安装难度。蒸发器出口排出的制冷剂中携带有较多的冷量，为综合利用该部分冷量，当组分分离装置选用精馏装置时，一种优选的技术方案为所述的第三制冷剂换热器的第一冷工质管道出口先经过精馏装置塔顶的冷凝通道再与压缩机的入口连通。采用该技术方案，在实现冷量回用的同时，也节省了精馏装置塔顶的制冷能耗，进一步降低了制冷成本。为进一步降低进入蒸发器的制冷剂的制冷温度，提高蒸发器的制冷量，另一种优选的技术方案为所述的第三制冷剂换热器的第二冷工质管道出口与吸收器的制冷剂入口之间管路为第一管路，所述的组分分离装置的高沸点组分出口与第一制冷剂节流装置之间的管路为第二管路，所述的第一管路和第二管路通过第一制冷剂换热器进行换热。从压缩机出口排出的制冷剂中携带着较多的热量，为综合利用该部分热量，降低能量消耗，一种优选的技术方案为所述的溶液泵的出口与溶液换热器的冷工质管道入口的管路为第三管路，所述的压缩机的出口与冷凝器的入口之间的管路为第四管路，所述的第三管路和第四管路通过溶液-制冷剂换热器进行换热。溶液-制冷剂换热器的设置，在没有增加额外能耗的前提下，提高了进入发生器的溶液的温度，进一步降低了发生器所需要的能量。从压缩机的出口排出的制冷剂中会带走压缩机中的少量的润滑油，带出的该部分润滑油若不进行分离处理，则会在发生器中与吸收剂一同进入到吸收器中。制冷机长期运转后，吸收剂的吸收性能会明显下降，严重影响了制冷机的制冷效率。为避免上述情况的发生，一种优选的技术方案为所述的压缩机的出口与溶液-制冷剂换热器的热工质管道入口之间的管路上设有油分离器，油分离器的润滑油出口与压缩机的入口连通。油分离器的设置，同时实现了润滑油的回用，防止压缩机因润滑油缺少造成停机事故，降低了压缩机的维修成本，提高了压缩机的使用寿命。当吸收剂与制冷剂的沸点相差不大时，为防止制冷剂携带少量吸收剂进入压缩机内，对压缩机造成腐蚀，并影响润滑效果，降低压缩机的使用寿命，作为一种优选的技术方案所述的发生器的制冷剂出口与冷凝器的入口之间的管路上设有第二精馏装置。第二精馏装置内分离出来的吸收剂由于量较少，直接回流至发生器内，无需另设管道。本专利技术采用的制冷剂为二元或二元以上的非共沸混合制冷剂，其组元为对环境友好本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压缩吸收耦合的自复叠低温制冷机，包括发生器(1)、吸收器(3)和冷凝器(2)，所述的吸收器(3)的溶液出口通过溶液泵(6)、溶液换热器(4)的冷工质管道与发生器(1)的溶液入口连通；所述的发生器(1)的溶液出口依次通过溶液换热器(4)的热工质管道和溶液节流装置(5)与吸收器(3)的溶液入口连通，发生器(1)的制冷剂出口与冷凝器(2)的入口连通，其特征在于，还包括：入口与冷凝器(2)的出口连通的组分分离装置(7)、带有两个冷工质管道的第三制冷剂换热器(10)、第二制冷剂换热器(11)、蒸发器(13)、第一制冷剂节流装置(9)、第二制冷剂节流装置(12)和压缩机(14)；所述的组分分离装置(7)的低沸点组分出口依次通过第三制冷剂换热器(10)的热工质管道、第二制冷剂换热器(11)的热工质管道以及第二制冷剂节流装置(12)与蒸发器(13)的入口连通；所述的蒸发器(13)的出口依次通过第二制冷剂换热器(11)的冷工质管道、第三制冷剂换热器(10)的第一冷工质管道与压缩机(14)的入口连通，压缩机(14)的出口与冷凝器(2)的入口连通；所述的组分分离装置(7)的高沸点组分出口通过第一制冷剂节流装置(9)以及第三制冷剂换热器(10)的第二冷工质管道与吸收器(3)的制冷剂入口连通。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈光明，徐英杰，王勤，韩晓红，李大红，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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